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旁路故障導致ETS跳閘

一、 事件經過

11月20日23:57:00, #2機組負荷358MW, 主蒸汽壓力16.8MPa。 23:57:08, #2機組汽輪機跳閘, 鍋爐MFT, 發電機跳閘。 汽機跳閘首出為”旁路故障”, MFT首出為”汽機跳閘”。

檢查發現:23:57:07, #2機組A、B低旁閥均快開至55%左右, 而高旁閥未開, 觸發”負荷>50%、低旁開度>50%且高旁未開”的ETS保護動作條件, 汽機跳閘。

檢查DCS報警記錄(附件1)發現:23:57:07:285, 高、低旁分別發快開信號。 23:57:07:533, 高旁快開信號消失。

旁路邏輯設計為:除壓力快開條件外, 高旁其餘快開條件指令均持續為1s。 高旁快開聯開低旁邏輯為:收到高旁快開指令, 快開低旁脈衝1s。

23:57:07:285, 高、低旁分別發快開信號, 且高旁快開指令僅持續0.3s。 所以可判斷為主汽壓力突變,

壓力測量值與設定值之差超過1MPa而觸發高旁快開。 由於快開指令持續時間太短, 旁路電磁液壓快開回路來不及作出實質性回應, 故高旁未開。 而低旁快開指令達1s, 導致A、B低旁均開至55%左右。

綜合分析其他參數, 當時機組工況平穩, 不存在旁路動作的條件, 判斷為旁路誤動。 對旁路主蒸汽壓力變送器測量回路進行檢查, 檢查回路正常。 更換了旁路主蒸汽壓力變送器, 同時更換旁路PLC機櫃內PLC卡件底板和底板上的卡件。 在更換AI卡件時(未更換CRA卡件前, CRA卡件功能為電源和通訊卡件), 發現在卡件插拔過程中該底板上的所有卡件會出現暫態失電的過程, 此現象在更換CRA卡件後消失。

11月21日14:30, #2機組點火, 於18:26機組並網。

二、 原因分析

11月28日, 在電力股份、浙能技術研究院、旁路廠家、PLC廠家共同參與下對此次旁路故障導致汽機跳閘事件進行了分析, 分析原因如下:

ETS動作原因為:#2機組負荷>50%、低旁開度>50%且高旁未開。

高旁未開, 低旁開啟的原因為:旁路的主汽壓力突變, 造成壓力測量值與設定值之差超過1MPa, 高旁快開指令發出, 指令持續0.3s後複歸, 由於時間太短實際高旁未開啟。 高旁快開聯開低旁邏輯為:收到高旁快開指令, 低旁發快開指令1s, 導致A、B低旁均開至55%左右。

旁路側主汽壓力突變原因為:

(1)CRA(供電與通訊模件)故障引起

施耐德廠家認為, 目前旁路配置為一塊CRA電源同時供8塊卡件的電源, CRA電源額定供電電流3A, 8塊卡件需要供電電流2.8A, 電源配置裕量偏低。 而CRA卡件已使用十年,

老化後可能卡件處於臨界工作狀態, 從而產生信號突變的情況。

(2)主汽壓力測量回路故障引起

檢查確認主汽壓力變送器的電纜絕緣正常、遮罩完好、熔絲正常。 將更換下的兩個主汽壓力變送器在校驗臺上穩壓至15MPa左右(主汽壓力突變時的測量值), 並接入錄波器進行觀察記錄, 觀察5天, 未發現變送器有異常, 同時分析發現事件發生時兩個旁路再熱汽壓力測量值都有小幅波動情況(見附件2), 而DCS系統中的再熱汽壓力沒有此現象, 而低旁開啟後, 再熱汽壓力不應有上升的情況。

綜上所述, 基本確定為CRA故障造成旁路的主汽壓力突變。

三、 責任分析

(1)旁路廠家設計電源容量偏小且CRA卡件已使用十年, 老化後可能卡件處於臨界工作狀態,

從而發生了主蒸汽壓力信號暫態突變的情況。

(2)邏輯設計不盡完善, 設計有壓力突升快開旁路的邏輯。 實際壓力突升的可能性非常小, 且即使壓力真實突升, 旁路來不及開啟, 也有安全閥作為後備, 對機組運行沒有太大的影響。

四、 防範措施

(1)將更換下的CRA卡件送至施耐德廠家檢測, 進一步分析確診故障原因。

(2)在旁路的CRA卡件旁增加一塊CPS電源卡件, 確保供電電壓滿足卡件的正常運行。

(3)邏輯優化:經調研, 目前大多數電廠沒有壓力突升快開旁路的邏輯, 而壓力突升的可能性非常小, 且即使壓力真實突升, 旁路來不及開啟, 也有安全閥作為後備, 對機組運行沒有太大的影響, 所以取消旁路的主汽壓力測量值與設定值偏差大於1MPa快開高旁邏輯。

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